zagotavljanje zanesljivega delovanja sončnih elektrarn

Zagotavljanje zanesljivega delovanja sončnih

elektrarn

Konferenca ZSFV 2015: 11. september 2015

Kristijan Brecl

Univerza v Ljubljani

Fakulteta za elektrotehniko

Laboratorij za fotovoltaiko in optoelektroniko

Kazalo

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 2

• Monitoring

• Končni izplen

• Faktor učinkovitosti SE

• Analiza delovanja sončnih elektrarn v Sloveniji v letu 2013

Spremljanje delovanja sončnih elektrarn - monitoring:

Vzdrževanje sončnih elektrarn:

• Redni pregledi

• Odkrivanje napak

• Primeri iz prakse

Spremljanje delovanja sončnih elektrarn

K. Brecl 3

Monitoring sistemi

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

Monitoring sistemi

kompleksni

enostavni

lokalni

daljinski

spletni

generični

od proizvajalcev

razsmernika

Vir: Versoley

Meritev:• moč• napetost • energija

Meritev:• moč• napetost• tok • energija

• sevanje• temperatura • veter• …

Analize:

• grafični prikaz• napoved• alarm

Spremljanje delovanja sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 4

Monitoring sistemi

Vir: PVlog, SMA, Sunsentry

Analiza delovanja sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 5

• Energijski izplen

• Faktor učinkovitosti

Parametri vrednotenja:

Parametri vrednotenja sončnih elektrarn

Y – razmerje med proizvedeno energijo in nazivno močjo sončne elektrarne

odvisen od sončnega obsevanja in temperature

PR – razmerje med proizvedeno energijo in energijo, ki bi jo elektrarna proizvedla pri nazivnem izkoristku

neodvisen od sončnega obsevanja; PRT neodvisen tudi od temperature

Analiza delovanja sončne elektrarne

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 6

Primerjava med letnim izplenom in faktorjem učinkovitosti

letoletni izplen(kWh/kW) PR PRT

2012 1234 0.88 0.922013 1289 0.82 0.872014 1052 0.86 0.90

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.1.2012 19.7.2012 4.2.2013 23.8.2013 11.3.2014 27.9.2014

PR PR_T

Analiza delovanja sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 7

Pregled

• Letni donos sončne elektrarne (kWh)

• Letni izplen SE (kWh/kW)

• Analiza izpadov

Analiza SE na osnovi merjenja energije:

Analiza SE na osnovi merjenja energije in podatkov bližnje meteorološke postaje:

Analiza SE na osnovi merjenja energije in vremenskih podatkov na lokaciji SE:

• Letni donos sončne elektrarne (kWh)

• Letni izplen SE (kWh/kW)

• Navidezni faktor učinkovitosti

• Ocena izgub na osnovi izpadov (kWh)

• Letni donos sončne elektrarne (kWh)

• Letni izplen SE (kWh/kW) - Y

• Faktor učinkovitosti – PR, temperaturno kompenziran faktor učinkovitosti – PRT

• Analiza izgub na osnovi izpadov (kWh)

Analiza SE v Sloveniji

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 8

Lokacije SE in meteoroloških postaj

Parametri vrednotenja sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 9

Letni izplen SE v letu 2013

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 250 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500

0 4 13 2144

130

379

768

710

239

36 16 12

Št. s

on

čnih

ele

ktra

rn

Letni izplen (kWh/kW)

Analiza SE v Sloveniji

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 10

Navidezni faktor učinkovitosti - 2013

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

2254

220

662

975

351

5114 4 2 6

Št. s

on

čnih

ele

ktra

rn

Faktor učinkovitosti

Povprečni PR‘ = 0.83

0

50

100

150

Osrednja SLO

0

100

200

300

Podravje

0

100

200

300

Celjska

0

50

100

150

Gorenjska

0

20

40

60

Primorska

0

20

40

60

Notranjska

0

50

100

Dolenjska

0

50

100

Prekmurje

Analiza SE v Sloveniji

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 11

Regijska primerjava – faktor učinkovitosti

Analiza SE v Sloveniji

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 12

Sezonska primerjava – faktor učinkovitosti

0

200

400

600

800

1000

1200

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Št. s

on

čnih

ele

ktra

rn

APR

Pomlad Poletje Jesen Zima

Vzdrževanje sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 13

Vzdrževanje sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 14

Preventivni pregled

• vizualni pregled (PV moduli, AC in DC omarice, vodniki, razsmernik, nosilna konstrukcija…)• pregled s termografsko kamero (PV moduli, AC in DC omarice)• pregled delovanja razsmernika• analiza delovanja

Letni pregledi:

Mesečni pregledi:

• vizualni pregled (PV moduli, AC in DC omarice, vodniki, razsmernik…)• analiza delovanja

Dnevni pregledi:

• pregled poročila delovanja SE v prejšnjem dnevu• monitoring z možnostjo obveščanja o napakah

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

6:00 9:00 12:00 15:00 18:00

Pac

(W

)

brez napake z napako

Vzdrževanje sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 15

Odkrivanje napak

Ob analizi delovanja sončne elektrarne:

• moč SE nižja od pričakovane (določitev okvirne lokacije napake)• napako sporoči monitoring sistem• nenadni izpadi sončne elektrarne

Iskanje napake:

• določitev niza modulov z napako • vizualen pregled in iskanje PV modula z napako• iskanje napake s termografsko kamero• iskanje napake z merilnikom nizov/modulov• meritev STC moči modula, elektroluminiscenca…

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

6:00 9:00 12:00 15:00 18:00

Pac

(W

)

brez napake z napako

temperaturna kompenzacija innormiranje na sončno sevanje

Vzdrževanje sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 16

Odkrivanje napak

• prekomerno staranje modula (rumenenje EVA folije)• poškodbe modula (lom, delaminacija, vroče točke)

Ob vizualnem pregledu:

Vir: lgenergy

Vzdrževanje sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 17

Odkrivanje napak

Ob vizualnem pregledu:

• prekomerno staranje modula (rumenenje EVA folije)• poškodbe modula (lom, delaminacija, vroče točke)• senčenje

Vzdrževanje sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 18

Odkrivanje napak

• prekomerno staranje modula (rumenenje EVA folije)• poškodbe modula (lom, delaminacija, vroče točke)• senčenje• poškodbe kablov• posledice pregretja spojnih točk vodnikov

Ob vizualnem pregledu:

Vir: Institut für Solare Energieversorgungstechnik e.V.

Vir: Autan Solaire

Vzdrževanje sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 19

Odkrivanje napak

Ob pregledu s termografsko kamero:

• vroče točke v modulu• slabi stiki v električnih omaricah• pregrevanje razsmernika

Vzdrževanje sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 20

Odkrivanje napak z elektroluminiscenco

Vzdrževanje sončnih elektrarn

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 21

Odkrivanje napak z elektroluminiscenco – zlomljen modul

PVportal – Slovenski portal za fotovoltaiko

ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje

K. Brecl 22

Trenutna proizvodna SE in tridnevna napoved

Hvala za pozornost !kristijan.brecl@fe.uni-lj.si